电阻热协助的冷却和加热技术制造技术

公开了一种速效的热阻加热和冷却协助装置的各个方面，用于给人提供快速的热和冷的舒适性，其包括至少一个热阻热导体，该热阻热导体覆盖加热和冷却装置的表面区域，用于热连通以使人舒适，其中，热阻热导体优选由石墨烯制成，并且具有从5秒至10分钟的感知时间时间周期。并且其能够达到从5℃到60℃的温度，用于给人提供热和冷的舒适性。人提供热和冷的舒适性。人提供热和冷的舒适性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻热协助的冷却和加热技术
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请根据U.S.C.119(e)的规定要求于2019年3月1日提交的美国临时申请No.62/812,614的权益。
[0003]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0004]不适用。
[0005]联合研究协议各方的名称
[0006]不适用。
[0007]通过引用通过官方电子提交系统(EFS WEB)以文本文件或在光盘上提交的材料的结合
[0008]不适用。
[0009]关于专利技术人或共同专利技术人的先前披露的声明
[0010]不适用。
[0011]本专利技术的背景
1.

[0012]本专利技术涉及热电加热系统、其制造方法和其使用方法。更具体地，本专利技术涉及电阻热协助的冷却和加热技术。
2.
技术介绍

[0013]传统的热电加热系统在本领域中是众所周知的，包括最常见类型的热电加热系统之一，该热电加热系统包括用以分配热量的传导构件、散热器以及热电模块。
[0014]然而，这些专利技术的实践者已经意识到这些现有技术专利技术所呈现的在低温情境下的某些问题。困扰用户的一个特别的问题是，在寒冷的极端天气条件下，系统升温非常慢，并且用户希望加热系统升温比目前升温得快。在热电加热系统的加热模式中存在一些复杂性，这导致在低温情境下低水平的热量被从冷的散热器泵送向理想位置。
[0015]一些现有技术的应用包括使用分布在待加热表面上的附加电阻加热垫。然而，这不是解决问题的理想方案，因为加热垫向座椅乘员提供了电阻热，但是在非常冷的温度下，快速加热是理想的。为了在在非常冷的温度下使用的应用和运动车辆、汽车应用、户外重型装备中提供更快的加热，理想的是使热电装置本身更快地变热，使得它能够将热量泵送给座椅乘员。
[0016]在本专利技术人先前提交的申请中公开的大多数方面中，热电加热系统能够使用名称为“Heating and Cooling Technologies”(加热和冷却技术)的USSN 15/526,954申请中概述的技术来满足客户对于使座椅乘员变热的要求，该申请的整体内容结合到本文中。然而，有些汽车OEM(原始装备制造商)规范要求系统当在极低的温度(例如，
‑
25℃)下时更迅速地升温。现在设计的系统确实符合OEM对于用以达到某些设定温度的速度的所有规范。
[0017]在加热模式下，热电装置从散热器吸收热量，并且将其泵送到系统的乘员侧。电阻
加热也发生在TE模块中，因为它具有电阻。当散热器非常冷时，没有太多的热量被从散热器泵出以传送到系统的乘员侧。此外，TE模块的热泵送能力降低，因为半导体材料的温度依赖特性在低温下降低。最后，因为TE装置的热侧和冷侧之间的温差相对较高，所以产生了Seebeck电压，这降低了TE模块的有效正向电压。
[0018]使用TE装置的其他系统在座椅中使用单独的电阻加热垫，以在座椅加热和冷却系统的加热模式下提供大部分热量来加热座椅。如前所述，在Cauchy的名称为“Heating and Cooling Technologies”的USSN 15/526,954申请中，系统能够满足许多应用，而无需使用单独的加热垫。
[0019]在这方面，快速加热单元将具有不错的实用性，因为存在需要包括加热单元的热电加热系统的许多应用，例如，在热电加热系统具有很好的实用性的众多领域中，在需要加热的座椅的汽车行业和办公家具加热式座椅领域，以及夹克、裤子、手套和用于户外使用或者甚至用于医院病床的其他加热式服装。
[0020]对于汽车行业中需要加热式座椅的加热式座椅领域来说，如果提供有一种经历座椅的更快速地加热的热电加热系统，以及一种实现这种快速加热座椅的方法，而不需要额外的遍布待加热表面的附加电阻加热垫部件，那将是特别理想的。具有包括小的加热棒，需要更少的费用，以及能够在更短的时间内达到理想温度的加热时间的其他特征将是更为理想的。

技术实现思路

[0021]根据各种加热式单元行业的上述期望，本专利技术提供了辅助电阻热协助的加热技术的多个方面，以提供快速加热和热电加热系统。这种热电加热系统通常包括与传热块和散热器热连通的热电装置。
[0022]该热协助专利技术可以包括若干方面，包括具有直接结合到热电发动机的散热器或传热块中的小型、低成本的加热棒或加热筒的第一方面，以及利用环接式石墨烯来充当电阻器来传递快速加热的第二方面。添加到散热器的新颖的辅助加热棒的第一方面克服了现有技术的许多上述问题，因为在寒冷的环境中座椅乘员更快地变得更舒适。例如，当人进入具有加热式座椅的车时，如果外面很冷，理想的是使座椅快速升温。现有技术的加热垫不能足够快地升温以提供客户满意度。
[0023]现有技术的加热垫是与热电系统分开的系统，然而本专利技术结合了一种加热方法，该方法提供了一种热联合系统，其中热电系统内的传热系统成为用于纯电阻系统的通路。此外，当处于加热模式时，热电装置仍然能够以加热和使人或乘员舒适的方式供电。例如，一旦筒式加热器插入到散热器中，加热器产生的热量然后由热电装置泵送到传热块。然后，它与石墨烯或其他高传导性的传热介质热连通，该石墨烯或其他高传导性的传热介质又连接到座椅乘员或其他可能的物体上。显然，这种类型的系统对于加热垫是不可能的。如果加热筒位于替代位置，即传热块，热电模块不会从筒式加热的散热器中抽吸热量，因为它将热量直接放到传热材料中。柔性片状导热石墨烯或其他高传导性材料充当传热材料，其仍然与热电装置一起发挥作用以向传热块提供热量。
[0024]通过利用本专利技术，效率可以增加10％到85％，这为乘员提供了更快的加热，从而为接触加热和冷却系统的人创造了更多的舒适性。本专利技术的额外优势是，单个小型、紧凑、轻
量级的系统可以提供加热和冷却两者。在加热模式中，用热电装置加热从其泵送热量的热源是新颖且非显而易见的。散热器越暖，尤其是在寒冷的环境温度下，热电装置越能够泵送更多的热量。这比正尝试从冷的散热器吸取热量的热电装置本身发生得更快。因此，该系统在寒冷的环境温度下尤其重要，在该环境温度下，热电半导体的温度依赖性导致其失去它的一些热泵送效率，在这种情况下，冷的散热器中用于泵出的热量较少。
[0025]在这方面，本专利技术的第一方面包括某些特征，包括插入到散热器或传热块中或与散热器或传热块直接热连通的加热棒或加热筒，而不是现有技术的单独电阻加热垫。
[0026]本专利技术的另一方面包括使用电阻式加热的环接式石墨烯片或其他高柔性传导性材料，以使用其自身作为电阻式加热器或用单独的电阻式加热单元进行增强，以用于传递迅速加热。使用相同的石墨烯来传递用于加热和冷却(用于热量产生)的热量，使得座椅制造商不必添加加热垫，这简化了座椅组件结构，并且避免了单独系统的成本。
[0027]本专利技术特别适用于上述加热式汽车座椅在低温情境下的应用，以及任何其他应用。对于仅加热座椅应用，片状石墨烯可以用作电阻式加热器，并且也是广泛使用的传热构件，而不是传统的电阻加热垫。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种热阻加热和冷却协助装置，用于给人提供热和冷的舒适性，其包括：至少一个热阻石墨烯热导体，其覆盖加热和冷却装置的表面区域，用于热连通以使人舒适；所述热阻石墨烯热导体具有从5秒至10分钟的感知时间的时间周期；以及所述热阻石墨烯热导体能够达到5℃至60℃的温度，用于给人提供热和冷的舒适性。2.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体选自包括片、带、编织带、蛇形配置的导体、基底上的气相沉积图案、基底上的蚀刻图案及其组合的组。3.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体被附接到泡沫基底，无论是粘附附着、编织到泡沫基底中、喷涂到泡沫基底上、气相沉积到泡沫基底上还是附着到其上。4.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体电连接到电源。5.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体是柔性的。6.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体与热机热连通。7.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体与热机加热和冷却组件直接热连通。8.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体铺设在包括热电装置热机的加热和冷却装置的顶部上，所述热电装置热机具有与其热连接的柔性导热材料。9.根据权利要求1所述的热阻加热和冷却协助装置，其中，所述热阻石墨烯热导体是座椅组件的一部分，并且其中，所述热阻石墨烯热导体位于座椅组件的座椅罩下面。10.一种热阻加热和冷却协助装置，用于给人提供热和冷的舒适性，其包括：热电模块热机；与热电热机热连通的导热材料；热连接到热电热机的散热器；与热电热机...

【专利技术属性】
技术研发人员：查尔斯，
申请(专利权)人：金瑟姆股份公司，
类型：发明
国别省市：